Como calcular a eficiência do motor

Contente

• Poder, energia e trabalho
• Valores típicos de eficiência do motor
• Fórmula de eficiência do motor elétrico
• Fórmula de cálculo da potência do motor
• Calculadora de eficiência do motor: fórmula alternativa

O objetivo de um motor é fazer com que algo se mova. Freqüentemente, algo é um eixo, cujo movimento rotacional pode ser convertido em movimento translacional, como em um carro, ou de outra forma ser usado para realizar operações mecânicas. trabalhos (que tem unidades de energia).

o poder (energia por unidade de tempo) para o motor geralmente vem da eletricidade, cuja fonte final poderia ser uma usina a carvão, um moinho de vento ou um banco de células solares.

A física aplicada pode ser usada para determinar eficiência do motor, que é uma medida da fração de energia colocada em um sistema mecânico que resulta em trabalho útil. Quanto mais eficiente o motor, menos energia é desperdiçada como calor, atrito e assim por diante, e mais economia é final para o proprietário de uma empresa em um cenário de fabricação.

Poder, energia e trabalho

Energia A física assume muitas formas: cinética, potencial, térmica, mecânica, elétrica e muito mais. Trabalho é definido como a quantidade de energia gasta na movimentação de uma massa m a distância x aplicando uma força F. O trabalho no sistema SI (métrico) possui unidades de Newton-metros, ou Joules (J).

Poder é energia por unidade de tempo. Você pode gastar um determinado número de joules atravessando um estacionamento, mas se percorrer a distância em 20 segundos, em vez de andar em média e demorar dois minutos, sua potência será correspondentemente maior no exemplo de canto. A unidade SI é Watts (W) ou J / s.

Valores típicos de eficiência do motor

Eficiência é simplesmente potência (útil) de saída dividida pela potência de entrada, com a diferença sendo perdas devido a imperfeições no projeto e outras inevitabilidades. A eficiência nesse con é um decimal que varia de 0 a 1,0, ou às vezes uma porcentagem.

Normalmente, quanto mais potente o motor, mais eficiente ele deve ser. Uma eficiência de 0,80 é boa para um motor de 1 a 4 hp, mas é normal apontar acima de 0,90 para motores de 5 hp e mais potentes.

Fórmula de eficiência do motor elétrico

A eficiência é frequentemente denotada pela letra grega eta (η) e é calculado usando a seguinte fórmula:

η = frac {0,7457 × {hp} × {load}} {P_i}

Aqui, hp = potência do motor, carga = Potência de saída como uma porcentagem da potência nominal e P_Eu = potência de entrada em kW.

Exemplo: Dado um motor de 75 hp, uma carga medida de 0,50 e potência de entrada de 70 kW, qual é a eficiência do motor?

begin {alinhado} η & = frac {0,7457 ; {kW / hp} × 75 ; {hp} × 0,50} {70 ; {kW}} & = 0,40 end {alinhado}

Fórmula de cálculo da potência do motor

Às vezes, você recebe a eficiência de um problema e é solicitado a resolver uma variável diferente, como a potência de entrada. Nesse caso, você reorganiza a equação conforme necessário.

Exemplo: Dada uma eficiência do motor de 0,85, uma carga de 0,70 e um motor de 150 hp, qual é a potência de entrada?

begin {alinhado} η & = frac {0,7457 × {hp} × {load}} {P_i} {Portanto} ; P_i & = frac {0,7457 × {hp} × {load }} {η} & = frac {0,7457 ; {kW / hp} × 150 ; {hp} × 0,70} {0,85} & = 92,1 ; {kW} end {alinhados }

Calculadora de eficiência do motor: fórmula alternativa

Às vezes, você recebe os parâmetros de um motor, como seu torque (força aplicada sobre um eixo de rotação) e suas rotações por minuto (rpm). Você pode usar o relacionamento η = P_o/P_Eu, Onde P_o é a potência de saída, para determinar a eficiência nesses casos, porque P_Eu É dado por Eu × V, ou a corrente vezes a tensão, enquanto P_o é igual ao torque τ vezes a velocidade rotacional ω. A velocidade de rotação em radianos por segundo é dada por sua vez por ω = (2π) (rpm) / 60.

portanto:

begin {alinhado} η & = P_o / P_i & = frac {τ × 2π × {rpm} / 60} {I × V} & = frac {(π / 30) (τ × {rpm})} {I × V} end {alinhado}